(57)【要約】  【課題】射出成形解析用の有限要素モデルのランナー形状を簡単に更新する方法を提供する。  【解決手段】既存の解析モデルから、既存のゲート位置と特徴点を算出し、与えられた新規のゲート位置と既存のゲート位置との差を計算し、特徴点までの節点を座標変換する。【選択図】  図１１
2007323241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形品の金型設計を数値解析するための数値解析モデルの作成方法であって、成形品およびランナーの形状を表した数値解析モデルを入力する成形品モデル入力工程と、前記成形品の金型における新しいゲートの位置を入力するゲート位置入力工程と、入力した前記新しいゲートの位置と入力した前記数値解析モデルのランナーに関する情報とに基づいて数値解析モデルのランナー部分を修正するランナー修正工程と、修正した前記ランナーと成形品の数値解析モデルを保存するモデル保存工程とを有することを特徴とする数値解析モデル作成方法。
【請求項２】
成形品の金型設計を数値解析するための数値解析モデルの作成装置であって、成形品およびランナーの形状を表した数値解析モデルを入力する数値解析モデル入力手段と、前記成形品の金型における新しいゲートの位置を入力するゲート位置入力手段と、入力した前記新しいゲート位置と入力した前記数値解析モデルのランナーに関する情報とに基づいて、数値解析モデルのランナー部分を修正するランナー修正手段と、修正した前記ランナーと成形品の数値解析モデルを保存するモデル保存手段とを有する数値解析モデル作成装置。
【請求項３】
成形品の金型設計を数値解析するための数値解析モデルの作成方法であって、成形品およびランナーの形状を表した数値解析モデルを入力する成形品モデル入力工程と、入力した前記数値解析モデルから既存ゲート位置を抽出するゲート位置抽出工程と、前記成形品の金型における新しいゲートの位置を入力するゲート位置入力工程と、入力した前記新しいゲートの位置に基づいてランナー形状を更新するランナー更新工程と、更新された前記ランナーと成形品について数値解析モデルを保存するモデル保存工程とを有することを特徴とする数値解析モデル作成方法。
【請求項４】
前記ランナー更新工程では、ランナーの要素を検索して方向と接続要素数が変化している部分を、ランナーの特徴点として使用する請求項３に記載の数値解析モデル作成方法。
【請求項５】
前記ランナー更新工程では、ランナーの特徴点を入力装置から入力する請求項３に記載の数値解析モデル作成方法。
【請求項６】
成形品の金型設計時に使用する数値解析モデル作成装置であって、成形品およびランナーの形状を表した数値解析モデルを入力する成形品モデル入力手段と、入力した前記数値解析モデルから既存ゲート位置を抽出するゲート位置抽出手段と、前記成形品の金型における新しいゲートの位置を入力するゲート位置入力手段と、入力した前記新しいゲートの位置に基づいてランナーを更新するランナー更新手段と、前記更新されたランナーと成形品の数値解析モデルを保存するモデル保存手段とを有する数値解析モデル作成装置。
【請求項７】
前記ランナー更新手段では、ランナーの要素を検索して方向と接続要素数が変化している部分をランナーの特徴点として使用する請求項６に記載の数値解析モデル作成装置。
【請求項８】
前記ランナー更新手段では、ランナーの特徴点を入力装置から指定する請求項６に記載の数値解析モデル作成装置。
【請求項９】
請求項３から５のいずれかに記載のモデル作成方法をコンピュータに実行させたプログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載のプログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、数値解析モデル作成方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、計算機のスピードアップ、解析ソフトの高精度化により有限要素法をベースにした数値解析を用いて射出成形品の金型設計が行われる。
【０００３】
有限要素法による射出成形の金型設計は、以下に示す方法で行う。
（１）図１Ａに示すように、成形品１と材料を金型に注入するノズル４から成形品の入り口のゲート３までの金型内の材料の流れ道であるランナー２を有限要素モデルで作成する。
（２）使用する材料や、射出時間や、保圧力、保圧時間、冷却時間などの成形条件を設定する。（３）数値解析を行う。
（４）解析結果を検討する。
【０００４】
成形性や成形品性能を示す解析結果が、ウェルド位置や型締力やそり変形量などの制約条件を満足しない場合は、成形条件や、金型形状を変更して再解析を行い、制約条件を満足する形状や成形条件を探索する。金型形状の設計では、成形品部分は、強度や機能など成形品スペックを考慮して成形品設計の時点で決まっていることが多く、複数の成形品形状で検討することは少ない。それに対して、金型設計時に決定するランナー形状は、設計変更の自由度が高いだけでなく、成形性や成形による成形品性能（そり変形など）などに大きな影響を与えるため、何通りものランナー形状の検討を行うことが多い。
【０００５】
「ランナー形状の検討」とは、例えば図２Ａに示す解析モデルから図２Ｂに示す解析モデルにランナー形状を更新して再び解析を行うことである。
【０００６】
「ランナー形状の更新」とは、新しいゲートの位置を指定し、ランナーの形状をそのゲートを通る様に変更することである。
【特許文献１】特開２００２−１９２５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以前は数値解析の実行に多大な計算機時間が必要だったために、検討できる形状の数には、限度があり、形状変更は手作業で十分であった。最近の計算機の、めざましい性能向上で、多数の形状を検討できるようになり、形状を検討するために行う形状更新、つまりランナー形状の変更を手作業で行うことは、大変非効率的である。そのため、金型形状を検討する場合は、ランナーの解析モデルは省略して、図３に示す成形品だけの解析モデルでゲートを変更して、繰り返し解析を行うことが多い。しかしながら、ランナーを付加しないモデルの解析結果と、実際の金型に近いランナーを付加した形状の解析結果では差異があり、高精度な解析結果を得るためには、ランナーも考慮した解析モデルによる設計検討が必要である。
【０００８】
本発明は、以上の様な状況を鑑みなされたもので、成形用金型を数値解析するモデルの作成において、既存のモデルからゲート位置を抽出し、新しいゲート位置を指定することによりランナー形状の更新を容易にかつ迅速に行うことが出来るような方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明によれば、成形品の金型設計を数値解析するための数値解析モデルの作成方法であって、成形品およびランナーの形状を表した数値解析モデルを入力する成形品モデル入力工程と、前記成形品の金型における新しいゲートの位置を入力するゲート位置入力工程と、入力した前記新しいゲートの位置と入力した前記数値解析モデルのランナー部に関する情報とに基づいて数値解析モデルのランナー部分を修正するランナー修正工程と、修正した前記ランナーと成形品の数値解析モデルを保存するモデル保存工程とを有する数値解析モデル作成方法が提供される。
【００１０】
また、本発明の別の形態によれば、成形品の金型設計を数値解析するための数値解析モデルの作成装置であって、成形品およびランナーの形状を表した数値解析モデルを入力する数値解析モデル入力手段と、前記成形品の金型における新しいゲートの位置を入力するゲート位置入力手段と、入力した前記新しいゲート位置と入力した前記数値解析モデルのランナーに関する情報とに基づいて、数値解析モデルのランナー部分を修正するランナー修正手段と、修正した前記ランナーと成形品の数値解析モデルを保存するモデル保存手段とを有する数値解析モデル作成装置が提供される。
【００１１】
また、本発明の別の形態によれば、成形品の金型設計を数値解析するための数値解析モデルの作成方法であって、成形品およびランナーの形状を表した数値解析モデルを入力する成形品モデル入力工程と、入力した前記数値解析モデルから既存ゲート位置を抽出するゲート位置抽出工程と、前記成形品の金型における新しいゲートの位置を入力するゲート位置入力工程と、入力した前記新しいゲートの位置に基づいてランナー形状を更新するランナー更新工程と、更新された前記ランナーと成形品について数値解析モデルを保存するモデル保存工程とを有する数値解析モデル作成方法が提供される。
【００１２】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記ランナー更新工程では、ランナーの要素を検索して方向と接続要素数が変化している部分を、ランナーの特徴点として使用する数値解析モデル作成方法が提供される。
【００１３】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記ランナー更新工程では、ランナーの特徴点を入力装置から入力する数値解析モデル作成方法が提供される。
【００１４】
また、本発明の別の形態によれば、成形品の金型設計時に使用する数値解析モデル作成装置であって、成形品およびランナーの形状を表した数値解析モデルを入力する成形品モデル入力手段と、入力した前記数値解析モデルから既存ゲート位置を抽出するゲート位置抽出手段と、前記成形品の金型における新しいゲートの位置を入力するゲート位置入力手段と、入力した前記新しいゲートの位置に基づいてランナーを更新するランナー更新手段と、前記更新されたランナーと成形品の数値解析モデルを保存するモデル保存手段とを有する数値解析モデル作成装置が提供される。
【００１５】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記ランナー更新手段では、ランナーの要素を検索して方向と接続要素数が変化している部分をランナーの特徴点として使用する数値解析モデル作成装置が提供される。
【００１６】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記ランナー更新手段では、ランナーの特徴点を入力装置から指定する数値解析モデル作成装置が提供される。
【００１７】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記モデル作成方法をコンピュータに実行させたプログラムが提供される。
【００１８】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記プログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な記録媒体が提供される。
【００１９】
本発明において「成形品およびランナーの形状を表した数値解析モデルを入力する」とは、成形品およびランナーを合わせた一つの数値解析モデルを入力することおよび成形品部分およびランナーのモデルまたは形状情報を別個に入力することなどをいう。
【００２０】
本発明において「入力する」とは、コンピュータかオペレータに受け付けたり、またはファイル等のデータを記憶媒体とかと読み出したりしてコンピュータの所定のメモリーにロードすることをいう。
【００２１】
本発明において「ランナーの要素」とは、成形機から金型への樹脂の入り口であるノズルから、成形品への樹脂の入り口であるゲートまでの樹脂の流路を示す要素であり、図１Ｂに示す部分をいう。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、射出成形金型解析時の数値解析モデルの更新を容易に且つ迅速に行うことが出来、射出成形金型設計の効率化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明の射出成形解析用数値解析モデル作成方法および装置について説明する。
【００２４】
図４は本発明の第１の実施形態であるモデル作成装置を示す図である。
【００２５】
本実施形態例において、（４００）はコンピュータやワークステーションなどの計算機、（４０１）はキーボード、（４０２）はマウス、（４０３）はディスプレイ、（４０４）は補助記憶装置である。（４０４）の補助記憶装置には、ハードディスク装置の他、テープ、ＭＯ、ＰＤ、ＣＤ、ＤＶＤなどのディスクメモリー、ＵＳＢメモリーなどのリムーバブルメディアも利用可能である。
【００２６】
補助記憶装置４０４には、数値解析モデル４０５や新しいゲート位置のデータ４０６とランナー形状データ４０７が保存されている。数値解析モデル４０５は、成形品やランナーの形状を、一般的にメッシュと呼ばれる節点と要素、要素プロパティ、材料プロパティなどで表現したものである。要素には、１次元ビーム要素、２次元シェル要素、３次元ソリッド要素が使用される。ランナーを表現する要素は、断面が円形や、矩形などの棒状のものであるランナーの性質と、ランナーの物性を成形品の性能評価で使用しないことから、ほとんどの場合、１次元ビーム要素で作成される。
【００２７】
数値解析用形状データ４０５は、ＵＧＳ社製“Ｉ−ＤＥＡＳ（登録商標）”や、ＭＳＣ社製“ＭＳＣ．Ｐａｔｒａｎ（登録商標）”など汎用の数値解析プリプロセッサーにより作成できる。
【００２８】
ランナー形状データ４０７は、ゲート位置の変更によって変わらない部分は、座標値入力など絶対的な位置で記述し、ゲート位置の変更により変わる部分は、ゲート位置に対する相対的な位置で記述する。
【００２９】
コンピュータやワークステーションなどの計算機４００は、数値解析モデル入力手段４０８と、ゲート位置入力手段４０９とランナー形状作成手段４１０とランナー要素作成手段４１１と数値解析モデル保存手段４１２が含まれる。新しいゲート位置のデータが、記憶装置４０４に保存されていない場合は、キーボード４０１やマウス４０２などの入力装置を用いて入力を行う。
【００３０】
図５は、本発明のモデル作成方法の第１の実施形態を示すフローチャートである。ステップ５０３のランナー形状作成手段（４１０）は、まずステップ５０１の数値解析モデル入力手段（４０８）で、読み込んだ成形品の数値解析モデルデータに対して、ステップ５０２のゲート位置入力手段（４０９）で読み込んだゲート位置４０６とランナー形状データ４０７を用いてランナー形状を作成する。
【００３１】
ランナー要素作成手段４１１は、ステップ５０３で作成したランナー形状から有限要素を作成する。あらかじめ与えられた大きさに要素を分割し、分割した要素に物性を与える。そして、数値解析モデル保存手段４１２で、作成した数値解析モデルを補助記憶装置に保存する。
【００３２】
このフローチャートを実現するための手段として、形状作成ソフトのマクロ機能を使用するなどして成形品の形状とゲート位置とランナー形状の情報から自動設定する方法がある。マクロ機能とは、作業手順を設定しておけば、その手順通りにソフトが自動実行してくれるものである。この機能により、コンピュータ内で自動的にランナー形状の更新を行うことが可能となる。
【００３３】
マクロ機能を用いる場合の設定した例を図６を用いて示す。
【００３４】
・  形状作成ソフトに成形品のモデルを読み込む。図６Ａに読み込んだ形状を示す。
【００３５】
・  図６Ａからゲート６０１、６０２の節点番号を指定する。
【００３６】
・  図６Ｂに示すようにゲート６０１，６０２から＋Ｚ方向に50mmの直線を作成する。その端点を６０３，６０４とする。
【００３７】
・  図６Ｃに示すようにノズル６０５の位置を入力し、端点６０３から−Ｚ方向に50mmの直線を作成し、その端点を６０６とする。
【００３８】
・  端点６０３と端点６０６、端点６０４と端点６０６を結ぶ線を作成する。
【００３９】
・  作成した線に沿って、要素を作成し、要素に物性を与える。
【００４０】
・  解析モデルのチェックを行い、解析モデルを保存する。
【００４１】
このようにゲートの位置に伴い移動する直線をゲートからの相対的な位置を用いて作成すると、ゲート６０１に伴い端点６０３の位置が移動し、ゲート６０２に伴い端点６０４の位置が移動する。この設定方法により、ゲートの位置の変更に追随したランナー形状の作成が可能になる。
【００４２】
マクロ機能などを用いた第１の実施形態は、成形品の数値解析モデルとランナー形状データとゲート位置の情報さえあれば、一応、ランナーを含む数値解析モデルを作成できるので簡便であるが、その一方で次のような問題がある。
（１）マクロ機能の設定には、形状作成ソフトへの習熟や金型設計への知識など技術・経験が必要であり、作業者にマクロファイル作成のスキルが求められる。
（２）成形品ごとに成形品の形状、ランナー形状にあわせたマクロを作業者が作成する必要がある。すなわち同じ成形品でもゲートの点数を変更する場合には、新たなマクロファイルを作成する必要がある。
（３）マクロ機能で作成した要素では、細やかな設定時が行えず、実際に使用するためには、細々としたチューニングが必要となることがある。
【００４３】
そこで、本発明者らはさらにランナーを含む既存の数値解析モデルから出発する第２の実施形態を案出した。
【００４４】
図７は本発明の第２の実施形態であるモデル作成装置を示す図である。
【００４５】
先に示した実施の形態と異なる部分は、計算機７００の中で、数値解析モデル入力手段７０７と、ゲート位置抽出工程７０８とゲート位置入力工程７０９とランナー更新工程７１０と数値解析モデル保存工程７１１が含まれる。補助記憶装置の中に、数値解析モデル７０５と新しいゲート位置７０６が保存される。
【００４６】
図８は、本発明の第２の実施形態の動作を示すフローチャートである。ステップ８０１の数値解析モデル入力手段（７０７）では、少なくとも成形品とランナーとを含み、一度実際に解析に使えるレベルまでチューニング済みの数値解析モデルを入力する。ステップ８０２のゲート位置抽出手段（７０８）では、この数値解析モデルデータから、ランナーを表す解析要素と成形品を表す解析要素に分離し、ランナーの解析要素を構成する節点でかつ成形品の解析要素を構成する節点をゲート節点とする。分離の方法は、入力装置から要素が成形品かランナーのどちらに属するかを設定する方法や、ランナー要素は、多くの場合一次元ビーム要素が使用されるので、一次元ビーム要素をランナーに設定する方法などがある。ステップ８０３では、ゲート位置入力手段７０９で所望の新しいゲート位置を入力する。
【００４７】
ランナー更新手段（７１０）は、ゲートの移動により更新する要素、節点を特定し、指定されたゲート位置が新しいゲート節点になるようにランナー要素を構成する節点を変更し、ステップ８０２で抽出した既存のゲート節点との新しいゲート節点の座標からランナー要素を構成する節点の座標を更新する。
【００４８】
ところで、射出成形とは、材料を溶融状態にして閉じた金型の空洞部の中に加圧注入して金型内で固化させることにより金型の空洞相当の形を造る方法である。図９を用いて説明する。
（１）図９Ａに閉じた金型を示す。閉じた金型には、成形品部分とランナー部分に相当する空洞９００，９０２が存在する。
（２）ノズル９０４から溶融した材料を注入する。注入する過程を図９Ｂ、図９Ｃに示す。
（３）材料の固化後、図９Ｄに示すように金型を開いて成形品９０５とランナー９０６を取り出す。
【００４９】
成形品部分とランナー部分に相当する空洞部は、金型から取り出すことが出来る必要がある。具体的には、金型の合わせ面９０４に垂直方向には、断面が変化しないか、単調に減少する形状にする必要がある。例えば、図１０Ａや図１０Ｂの様な金型からは、空洞部の形状を抜き出すことが出来ないため、このような設計はしない。そのため、金型面に垂直なランナーは、要素の方向がランナーの更新により変化しない必要がある。また、金型の開く面に存在するランナーについては、ランナーの更新により要素の方向は変化しても、金型が開く面に存在する必要がある。このような、射出成形金型の特徴であるランナーの方向性を保持してランナーを更新することが、この技術の特徴である。
【００５０】
ゲートの移動により更新する要素、節点の特定方法には、以下のいくつかの方法を用いることができる。
【００５１】
第１の方法は、請求項２の方法であり、入力した解析モデルのランナーを構成する要素からゲートの移動に追随して更新が必要なランナー要素を特定する方法である。
【００５２】
図１１にフローチャートを示し、図１２Ａを用いて説明する。移動するゲート節点を１２００、新しいゲート節点を１２０３とする。移動するゲート節点１２００を始点としてランナー要素の構成節点情報を用いて接続順にランナー要素を検索する。各々の節点に対して接続要素数と接続要素の方向を計算し、接続要素数が３以上もしくは、接続している要素の方向がそこで変わっている節点を第１特徴点１２０１とする。第１特徴点からまた同様の計算をし、接続要素数が３以上となるか接続している要素の方向が変わっている節点を第２特徴点１２０２とする。第２特徴点までの節点をゲートの移動により更新する節点とする。ここでは、移動するゲート位置からランナー要素の構成節点を用いて接続順にランナー要素を検索する方法を示したが、これ以外にも、ノズル節点から移動させるゲート節点まで検索し、ゲートの変更による更新範囲を求める方法も考えられる。
【００５３】
この方法を用いると、特徴点を既存の解析モデルから算出することにより、元の形状に基づき自動的にランナー形状の更新を行うことが可能となる。
【００５４】
第２の方法は、請求項３の方法であり、ゲートの移動に追随して更新が必要なランナー要素を外部から入力する方法である。
【００５５】
第２の方法は、第１の方法でランナー要素の構成節点情報から特定した第１特徴点と第２特徴点とを入力装置から入力することにより、第１の方法と同等のランナー要素の更新を行うことものである。この方法を用いると、より自由度が高いランナー形状の更新を行うことができる。
【００５６】
このように更新する要素と節点を決定し、ランナー要素の更新を行う。ランナーの更新方法は、節点の座標の移動とゲート節点の更新である。節点の座標の移動方法には、以下のいくつかの方法を用いることができる。
【００５７】
第１の方法は、成形品のゲート位置における面が金型の合わせ面と平行な場合に用いることができる方法である。射出成形では一般に、成形品表面に対して垂直にゲートを設けるため、この条件が成立し、この方法を用いることができる。この第１の方法は、ゲートから第１特徴点と第１特徴点から第２特徴点までの２つグループに分けてランナー要素の節点の移動を行うものである。ランナーの節点の移動には、ゲートから第１特徴点１２０１までの節点の座標を次式（１）で与える式により変換する。第１特徴点１２０１から第２特徴点１２０２までの節点の座標を次式（２）で与える式により変換する。この式（１）、（２）を用いることにより、前記射出成形金型の特徴であるランナーの方向性の保持が可能となる。
【００５８】
【数１】
2007323241.tif 000003
【００５９】
【数２】
2007323241.tif 000004
【００６０】
第２の方法は、第２特徴点と金型の合わせ面の方向を用いることによりランナー要素の節点の移動を行うものである。金型の合わせ面の方向を定義する方法は、ノズル近傍のランナーは基本的に金型の合わせ面に対して垂直に作成する性質を用いてノズル近傍の要素の方向を用いる方法や、図１２Ｂに示すゲート１２００と新しいゲート１２０３を通るベクトル１２０４と始点が第２特徴点１２０２で終点が第１特徴点１２０１のベクトル１２０５の外積により求めたベクトル１２０６の方向を用いる方法や、金型の合わせ面の方向を入力装置から入力する方法などが考えられる。
次に、図１２Ｃに示すように金型の合わせ面の方向を用いて、第２特徴点１２０２を通り金型の合わせ面に対して直交する直線１２０７を作成する。ゲート１２００からこの直線への垂線１２０８の長さＬ１と、座標変換する節点１２０９から直線１２０７への垂線１２１０の長さＬ２を用いて、ゲートから第２特徴点１２０２までの節点の座標を次式（３）で与える式により変換する。この式（３）を用いることにより、第１の方法と同様に前記射出成形金型の特徴であるランナーの方向性の保持が可能となる。
【００６１】
【数３】
2007323241.tif 000005
【００６２】
第３の方法は、成形品のゲート位置における面が金型の合わせ面と平行でない、すべての場合に用いることができる方法である。この方法でも、金型の合わせ面の方向が必要となる。第２の方法で述べた方法で得た金型の合わせ面の法線ベクトル（大きさ１とする）をＮとする。第１特徴点１２０１と第２特徴点１２０２は金型の合わせ面内にあるという特徴から、更新後の第１特徴点１２０１の位置は、次式（４）で与えられる。なお、ここで・はベクトル内積を示す。
【００６３】
【数４】
2007323241.tif 000006
【００６４】
ゲート位置から第１特徴点１２０１までの節点については、ゲートに接続する最後の要素に法線ベクトル方向分の変動分を持たせるとすれば、同様に上記式（４）で与えられる。なお、法線ベクトル方向の変動分が大きい、つまり成形品の表面が金型合わせ面に対して大きな勾配を持つ場合は、ゲートに接続する要素の長さが他の要素に対して大きく変わってしまうので、第１特徴点１２０１からゲートまでの全ての節点に法線ベクトル方向の変動分を分配する方法も用いることができる。第１特徴点１２０１から第２特徴点１２０２までの節点の更新は次式（５）で与えられる。
【００６５】
【数５】
2007323241.tif 000007
【００６６】
この式（４）、（５）を用いることにより、第１の方法や第２の方法と同様に前記射出成形金型の特徴であるランナーの方向性の保持が可能となる。
【００６７】
このようにランナー要素の節点の移動を行った後、ゲート位置の節点の番号を、新しい節点番号に付け替える。ランナーを更新したモデルを図１２Ｄに示す。
【００６８】
最後の解析モデル保存工程８０５では、ランナー要素を更新した解析モデルを補助記憶装置７０４に保存する工程である。上記第２の実施形態によれば、一旦解析に使えるレベルまでチューニングして解析モデルをもとに新たなゲート位置での解析モデルを作成するため、上記チューニングの結果を反映させることができ、同じようなチューニングの作業を何度も繰り返すことなくゲート位置の修正された数値解析モデルを作成することができる。
【実施例】
【００６９】
［実施例１］
第１の実施形態の射出成形解析用数値解析モデル装置を用いて、ランナー形状を更新した結果を説明する。
【００７０】
図１３Ａに、ランナー形状を更新するための解析モデルを示す。本解析モデルの全要素数は３２３８６８、全節点数は４０１７８９である。この解析モデルの成形品は、３次元ソリッド要素で作成されていて、ランナーは１次元ビーム要素で作成されている。金型への樹脂の流入点であるノズルは１点で、成形品への樹脂の流入するゲートは８点である。
【００７１】
この解析モデルを用いて、２点のゲートを移動させ、ランナー形状の更新を行う。図１３Ｂに、既存のゲート位置と新規のゲート位置を示す。ここでは、汎用プリポストＭＳＣ社製“ＭＳＣ．Ｐａｔｒａｎ（登録商標）”のマクロ機能を用いて行った。
【００７２】
まずマクロ実行用のファイルを作成する。
【００７３】
・  成形品の解析モデルをＭＳＣ．Ｐａｔｒａｎに読み込む。
【００７４】
・  ゲートを設定する。ゲートの節点は外部から入力できるようにする。
【００７５】
・  ゲートから垂直方向の50mmの直線を作成する。これを８カ所繰り返す。
【００７６】
・  ノズルから垂直方向の50mmの直線を作成する。
【００７７】
・  （２）、（３）の直線をつなぐ。作成したランナー形状の直線を図１３Ｃに示す。
【００７８】
・  （２）、（３）、（４）で作成した直線に沿って、要素を作成する。
【００７９】
・  要素の物性を与える。
【００８０】
・  成形品モデルとランナーモデルを出力する。
解析担当者により、作成されたマクロファイルと新しいゲート位置設定ファイルを用いて本実施形態図４の装置および図５のブロック図に従ってランナー形状を更新した解析モデルを得た。
【００８１】
図１３Ｄにランナー更新後の形状を示す。マクロファイル作成にかかった時間は、３０分で更新にかかった時間は、チューニングを含め、２分であった。
［実施例２］
第２の実施形態の射出成形解析用数値解析モデル装置を用いて、ランナー形状を更新した結果を説明する。
【００８２】
使用したモデル、ゲートの移動条件は、実施例１と同じものとした。
【００８３】
本実施形態の図６の装置および図７のブロック図に従って、元の形状ファイルと新しいゲート位置設定ファイルを用いてランナー形状の更新を行い、新しい解析モデルを得た。
【００８４】
図１３Ｅに、ランナー更新後の形状を示す。
【００８５】
ランナーの更新にかかった時間は、１５秒であった。
［比較例］
既存のランナーからの変更部分を消去して、新しいランナーを作成する。形状作成ソフトＭＳＣ．Ｐａｔｒａｎを用いて変更部分を消去して、新しいランナーを作成した。作成にかかった時間は、３０分であった。
［まとめ］
比較例では、ランナー形状を更新する度に３０分かかる。Ｎ回の変更では、３０×Ｎ分かかる。実施例１では、マクロファイルを設定するのは３０分で、２回目以降は、２分でよい。Ｎ回の変更では、３０＋２×Ｎ分かかる。実施例２では、Ｎ回の変更で、１５×Ｎ秒（＝Ｎ／４分）の時間で良い。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は金型形状変更技術としての利用が可能であり、特に射出成形金型に好適であるが、その応用範囲がこれらに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１Ａ】数値解析モデルを示す図である。
【図１Ｂ】成形品の金型形状の中でランナーモデルを示す図である。
【図２Ａ】成形品の金型形状を示す一例を示す図である。
【図２Ｂ】成形品の金型形状を示す一例を示す図である。
【図３】従来の金型検討時に用いられる解析モデルの一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態のフローチャートである。
【図６Ａ】本発明の第１の実施形態でゲート位置を指定した図である。
【図６Ｂ】本発明の第１の実施形態でゲートを通るランナー形状を作成した図である。
【図６Ｃ】本発明の第１の実施形態でランナー形状を完成した図である。
【図６Ｄ】本発明の第１の実施形態でランナーモデルを作成した図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態のフローチャートである。
【図９Ａ】金型内に樹脂を注入する前の段階を示す図である。
【図９Ｂ】金型内に樹脂が注入されている途中を示す図である。
【図９Ｃ】金型内に樹脂を１００％注入した段階を示す図である。
【図９Ｄ】成形品を取り出すために、金型を開いた段階を示す図である。
【図１０Ａ】ランナーを金型から取り出しするのが不可能な形状を示す図である。
【図１０Ｂ】ランナーを金型から取り出しするのが不可能な形状を示す図である。
【図１１】ランナー更新のためのフローチャートを示したものである。
【図１２Ａ】本発明の第２の実施形態でランナーの特徴点を示す図である。
【図１２Ｂ】本発明の第２の実施形態でランナー更新工程の第２の方法で金型の合わせ面の方向を求める方法を示す図である。
【図１２Ｃ】本発明の第２の実施形態でランナー更新工程の第２の方法で垂線の作成方法を示す図である。
【図１２Ｄ】本発明の第２の実施形態でランナー更新を示す図である。
【図１３Ａ】実施例の解析モデルである。
【図１３Ｂ】実施例の解析モデルで、新しいゲートを示したものである。
【図１３Ｃ】実施例１のランナー形状を示したものである。
【図１３Ｄ】実施例１の結果である。
【図１３Ｅ】実施例２の結果である。
【符号の説明】
【００８８】
１：成形品モデル
２：ランナーモデル
３：ゲート
４：ノズル
３０１：ゲート
４００：コンピュータ
４０１：キーボード
４０２：マウス
４０３：ディスプレイ
４０４：補助記憶装置
６００：ランナー形状
６０１：ゲート節点
６０２：ゲート節点
６０３：ゲート６０１からの直線の端点
６０４：ゲート６０２からの直線の端点
６０５：ノズル
６０６：ノズル６０５からの直線の端点
６０７：ランナーモデル
７００：コンピュータ
７０１：キーボード
７０２：マウス
７０３：ディスプレイ
７０４：補助記憶装置
９００：成形品部分金型
９０１：ノズル
９０２：ランナー部分金型
９０３：ゲート
９０４：金型の合わせ面
９０５：成形品
９０６：ランナー
１０００：成形品部分金型
１００１：ノズル
１００２：ランナー部分金型
１００３：ゲート
１００４：金型の合わせ面
１２００：ゲート
１２０１：ランナー第１特徴点
１２０２：ランナー第２特徴点
１２０３：新しいゲート
１２０４：ゲートと新しいゲートを通るベクトル
１２０５：第１特徴点と第２特徴点を通るベクトル
１２０６：１２０４と１２０５の外積のベクトル
１２０７：第２特徴点を通り金型合わせ面に直交する直線
１２０８：ゲートから直線１２０７への垂線
１２０９：座標変換する節点
１２１０：座標変換する節点から直線１２０７への垂線
１２１１：更新後のランナー第１特徴点
１３００：成形品
１３０１：既存のゲート節点
１３０２：新しいゲート節点
１３０３：ランナー形状
１３０４：ランナー
１３０５：ノズル
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
2007323241.tif 000009
【図２Ａ】
2007323241.tif 000010
【図２Ｂ】
2007323241.tif 000011
【図３】
2007323241.tif 000012
【図４】
2007323241.tif 000013
【図５】
2007323241.tif 000014
【図６Ａ】
2007323241.tif 000015
【図６Ｂ】
2007323241.tif 000016
【図６Ｃ】
2007323241.tif 000017
【図６Ｄ】
2007323241.tif 000018
【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
2007323241.tif 000022
【図９Ｃ】
2007323241.tif 000023
【図９Ｄ】
2007323241.tif 000024
【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
2007323241.tif 000026
【図１１】
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【図１２Ａ】
2007323241.tif 000028
【図１２Ｂ】
2007323241.tif 000029
【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
2007323241.tif 000031
【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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